氧化石墨烯增强水泥基复合材料的研究现状及展望

水泥水化进程复杂,所形成的水化产物缺陷较多,因而导致水泥基复合材料的力学性能及耐久性较差,如何对水泥水化行为进行调控成为了研究的热点。氧化石墨烯(GO)是由石墨氧化制备石墨烯的中间产物,因其存在大量的活性基团,在水泥基复合材料领域具有广阔的应用前景。概述了氧化石墨烯的选择及制备,论述了氧化石墨烯增强水泥基复合材料的流变性、微结构、物理力学性能及耐久性,重点阐述了氧化石墨烯对水泥基复合材料水化及性能调控的作用机理,针对当前研究中存在的问题进行了总结,并对未来的研究工作进行了展望。     

氯盐侵蚀作用下混凝土内钢筋锈胀效应的化学 力学转化

提出一个将氯盐侵蚀作用下混凝土内钢筋锈胀化学作用转化成力学作用的计算框架,从而将钢筋锈蚀的化学反应引入到宏观力学行为。首先,基于考虑不同湿度条件的钢筋锈蚀速率模型,得到钢筋电流密度i_corr的计算方程;其次,在Faraday定律基础上确定钢筋总锈层厚度δ与钢筋电流密度i_corr的关系;最后,基于均匀锈胀模型得到锈胀应力q和总锈层厚度δ的关系。数值验证表明:计算框架中的电流密度、总锈层厚度、锈胀应力与文献数值对应情况良好,化学-力学转化框架具有良好适用性。     

不同电流密度下混凝土裂缝电沉积产物的分布特性

选用ZnSO₄作为电沉积溶液,以混凝土裂缝处电阻及裂缝填充深度为评价指标,研究电流密度对电沉积修复钢筋混凝土裂缝效果的影响及对沉积物矿物成分和微观形貌的影响。研究结果表明：经过电沉积修复36 d,混凝土试件电阻显著增加,电阻增加速率随着通电时间增加而减小,电流密度越大,早期电阻增加速率越快,但裂缝填充深度越小。X射线衍射结果表明,沉积物主要矿物成分为ZnO。电镜扫描结果表明,沉积物颗粒大小随着电流密度增大而变大,电流密度越小,沉积物排列越有序,结构越致密。     

砖混组合托换梁受力性能和荷载传递方式研究

托换梁受力性能及其荷载传递方式是既有砖混结构改造设计中的一个重要问题,但现行规范对此内容尚不明确。结合实际工程,利用有限元分析软件对托换梁在承重墙体拆除过程中的受力性能进行分析,并对实际结构进行全过程监测。结合有限元分析和监测结果,讨论了托换梁上部墙体的荷载传递方式。结果表明,托换梁的受力特性取决于上下结构相互变形的协调,托换梁与上部墙体形成了墙梁,而托换梁可仅考虑其自重和本层楼盖的恒、活荷载。     

某地铁上盖物业的关键节点加固设计及分析

随着城市地下空间的开发和推进,原地下空间结构功能用房与其上盖物业的脱节设计或上盖物业功能变更引起的原有转换构件加固改造问题正越来越常见。通过对某地铁上盖物业竖向构件变更引起的二次转换设计方案,对其中的外挑叠合转换节点进行了力学分析,并运用通用有限元软件ANSYS对分析结果进行了验证及优化,最后给出了此类加固节点的设计方法和节点形式。     

栓钉锈蚀的钢-混凝土组合梁疲劳性能研究

为研究栓钉锈蚀后负弯矩区钢-混凝土组合梁的疲劳性能,分别进行1个试件的静力试验和5个试件的疲劳试验研究。通过静力试验获得组合梁的极限荷载,为疲劳试验提供依据。通过疲劳试验测试分析了不同栓钉锈蚀率组合梁在经历不同的疲劳循环加载次数后的材料应变、跨中挠度、残余变形及刚度等。试验结果表明,栓钉锈蚀率的增加使组合梁疲劳寿命下降,使负弯矩区组合梁在经历相同疲劳加载次数后的残余变形增加。组合梁刚度在疲劳加载过程中有一定程度的退化,弯曲刚度的退化与栓钉的锈蚀率无明显关系,滑移刚度的退化会随着栓钉锈蚀率的增加而加剧。     

养护期电化学除氯提高含氯盐混凝土耐久性的探索与试验

高氯盐环境使得钢筋混凝土结构提前失效,电化学除氯技术是钢筋混凝土耐久性修复的重要方法,可有效排除保护层中的氯离子。探索了钢筋混凝土养护期介入电化学除氯技术,优化试件内部埋置的阴极电极,探究保护层内氯离子迁移效率情况。检测试件通电3、7、14 d后钢筋混凝土表面不同位置沿深度方向的残余氯离子浓度,结果表明在养护期除氯效率高且氯离子迁移相对均匀。     

混凝土梁内坑蚀钢筋的疲劳断裂特性及其压磁表征研究

文章开展带蚀坑纵筋的混凝土梁疲劳试验,实时测量和分析坑蚀钢筋的压磁信号。研究结果表明：纵向钢筋在跨中蚀坑处的脆性断裂引发梁的疲劳失效,蚀坑会严重降低混凝土梁的疲劳寿命;跨中挠度、混凝土压应变和压磁信号均符合疲劳三阶段的变化规律,压磁滞回曲线变幅能够反映梁中坑蚀钢筋的疲劳损伤进程。基于断裂力学方法预测了梁内坑蚀钢筋的疲劳裂纹扩展过程,并通过建立压磁信号和钢筋蚀坑处应力强度因子的定量关系获取混凝土内坑蚀钢筋疲劳裂纹扩展速率,发现断裂力学方法和文章压磁方法预测的裂纹扩展结果基本一致且压磁信号对混凝土梁内坑蚀钢筋疲劳裂纹扩展很敏感。研究结果有望为基于压磁方法评估锈蚀钢筋混凝土梁疲劳损伤提供依据。     

氯盐侵蚀钢筋混凝土锈胀开裂监测及预测方法

采用分布式光纤传感技术(BOTDA)和时间序列分析相结合的方法,对钢筋混凝土锈胀开裂程度进行监测和预测,并通过通电加速锈蚀试验对该方法进行有效性验证.结果表明:分布式光纤传感技术可稳定、准确地获取混凝土的锈胀信息,同时结合时间序列分析方法可有效预测混凝土锈裂时间和位置.